Дифференциальный усилитель

 

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержагдий первый и второй входные транзисторы, имеющие одну структуру, в цепь эмиттеров которых последовательно по постоянному току включены соответственно первьй и второй повторители тока, выполненные на транзисторах .другой структуры, входы которых объединены и подключены к выходу генератора тока, выполненного на Транзисторе, база которого соединена с источником напряжения смещения, а эмиттер через первый токостабилизирующий двухполюсник - с первой шиной источника питания, к которой также подключены второй и третий токостабилизирукяцие двухполюсники, третий повторитель тока, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, между выходами первого и второго повторителей тока и эмиттером транзистора генератора тока введены последовател,ьно соединенные блок выделения наименьшего из двух токов и усилитель тока, выполненный на транзисторе, И включенном по схеме с общим коллектором , выходы второго и третьего токостабилизирующих двухполюсников соединены с выходами соответственно первого и второго повторителей тока, вход и выход третьего повторителя тока соединены с коллекторами соответственно первого и второго входных транзисторов, а выводы питания третьего повторителя тока соединены с второй шиной источника питания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ПЮ (10

3652) Н 03 F 3 45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3411271/18-09 (22) 22.03.82 (46) 07.08.84. Бюл. Р 29 (72) В.И. Анисимов, В.А. Домбровский, М.В. Капитонов, Н.Н. Прокопенко и Ю.М. Соколов (71) Шахтинский технологический институт бытового обслуживания и Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621.375.024(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ Ф 2633952, кл. Н 03 F 3/45, опублик. 24..02.77.

2. Заявка ФРГ Ф 2633952, кл. Н 03 F 3/45, опублик. 24.02.77 (прототип). (54) (57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй входные транзисторы, имеющие одну структуру, в цепь эмиттеров которых носледовательно по постоянному току включены соответственно первый и второй повторители тока, выполненные на транзисторах. другой структуры, входы которых объединены и подключены к выходу генератора тока, выполненного на транзисторе, база которого соединена с источником напряжения смещения, а эмиттер через первый токостабилизирующий двухполюсник — с первой шиной источника питания, к которой также подключены второй и третий токостабилизирующие двухполюсники, третий повторитель тока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона, между выходами первого и второго повторителей тока и эмиттером транзистора генератора тока введены последовательно соединенные блок выделения наименьшего из двух токов и усилитель тока, выполненный на транзисторе, I включенном по -схеме с общим коллектором, выходы второго и третьего токостабилизирующих двухполюсников соединены с выходами соответственно первого и второго повторителей тока, В вход и выход третьего повторителя тока соединены с коллекторами соответственно первого и второго входных транзисторов, а выводы питания третьего повторителя тока соединены с второй шиной источника питания.

1107279

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в операционных усилителях я компараторах.

Известен дифференциальный усилитель, содержащий два входных транзис- S тора, эмиттеры которых через соответственно первый и второй транзисторы, включенные по схеме с общей базой, соединены соответственно с входом и выходом первого повторителя тока, 1О а коллекторы входных транзисторов объединены и через второй повторитель тока соединены с объединенными базами первого и второго транзисторов, включенных по схеме с общей базой, и 15 с выходом генератора тока, соединенного с соответствующей шиной источника питания С11.

Однако в данном устройстве сравнительно узкий динамический диапазон. щ

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй входные транзисторы, имеющие одну структуру, в цепь 25 эмиттеров которых последовательно по постоянному току включены соответственно первый и второй повторители тока, выполненные на транзисторах другой структуры, входы которых 30 объединены и подключены к выходу генератора тока, выполненного на транзисторе, база которого соединена с источником напряжения смещения, а эмиттер через первый токостабилизирующий двухпалюсник — с первой шиной источника питания, к которой также подключены второй и третий токостабилизирующие двухполюсники, третий повторитель тока C 2 l.

Однако в известном устройстве сравнительна узкий динамический диапазон, ограниченный величиной тока генератора тока.

Цель изобретения — расширение ди- 4 . намическога диапазона.

Для этого в дифференциальном усилителе, содержащем первый и второй входные транзисторы, имеющие одну структуру, в цепь эмиттерав которых последовательна по постоянному току включены соответственно первый и второй повторители тока, выполненные на транзисторах другой структуры, входы которых объединены и подк почены 5 к выходу генератора тока, выполненного на транзисторе, база которого ,соединена с источником напряжения смещения, а эмиттер через первый токастабилизирующий двухполюсник — с первой шиной источника питания, к которой также подключены второй и третий токастабилизирующие двухпалюсники, третий повторитель тока, между выходами первого и второго повторителей тока и эмиттером транзистора генератора тока введены .последовательно соединенные блок выделения наименьшего из двух токов и усилитель тока, выполненный на транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором, выходы второго и третьего токостабилизирующих двухполюсников соединены с выходами соответственно. первого и второго повторителей тока, вход и выход третыго повторителя тока соединены с коллекторами соответственно первого и второго входных транзисторов, а выводы питания третьего повторителя тока соединены с второй шиной источника питания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя °

Дифференциальный усилитель содержит первый и второй входные транзисторы 1 и 2, первый и второй повторители 3 и 4 тока, генератор тока, выполненный на транзисторе 5, источник

6 напряжения смещения, первый, второй и третий токостабилизирующие двухполюсники 7-9, блок 10 выделения наименьшего из двух токов, усилитель

11 тока, третий повторитель 12 тока, причем первый и второй повторители

3 и 4 тока выполнены соответственно на транзисторах 13 и 14, а блок 10 выполнен на диодах 15-18.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

При нулевом входном напряжении

Upy, =0 коллекторные токи первого и второго входных транзисторов 1 и 2 устанавливаются одинаковыми и равными коллекторному току транзистора 5, который, в свою очередь, определяется током первого токостабилизирующего двухполюсника 7 (Г„). Токи второго и третьего такостабилизирующих двухполюсников 8 и 9 выбираются несколько меньше, чем 0,5 1, Поэтому диоды 17 и 18 аткрытыы, а диоды 15 и 16 закрыты.

Усилитель 11 тока находится в состоянии высокого выходного сопротивле1107279 ния и не влияет на работу транзистора 5. Найряжение источника 6 напряжения смещения выбирается более положи" тельным (на 3-5 В) относительно шины отрицательного источника питания.

Если входное напряжение Ов„а25-50 MB увеличивается, то это вызывает увеличение коллекторного тока первого. входного транзистора 1 и тока через диод 17. Коллекторный ток второго вход- 10 ного транзистора 2 и ток через диод

18 уменьшаются. При некотором 0 =0 * =

=25-50 МВ, когда диод. 18 закроется, дальнейшее уменьшение коллекторных токов второго входного транзистора 15

2 и транзистора 14 прекратится, так как блок 10 и усилитель 11 тока замкнут через транзистор 5 и второй повторитель 4 тока, петлю отрицательной обратной связи. Все дальнейшее 20 приращение входного напряжения Uay приложено между коллектором транзистора 5 и базой первого входного транзистора 1. Поэтому выходной ток дифференциального усилителя не имеет ограничений в широком диапазоне изменения U8x 0-7В.

При .отрицательном входном напряжении уменьшается коллекторный ток первого входного транзистора 1 и дио" да 17. Как только ток диода 17 умень- шается до нуля, дальнейшее изменение коллекторных токов первого входного транзистора 1 и транзистора 13 прекратится. Это приводит к передаче всего приращения U+> на коллектор транзистора 5. В результате эмиттерный ток второго входного транзистора

2 и выходной ток дифференциального усилителя изменяется пропорционально Ов

Применение данного дифференциального усилителя в качестве входного каскада операционного усилителя (ОУ) позволяет увеличить быстродействие

ОУ на один-два порядка.

1107279

Составитель И.Водянихина

Техред А. Ач

Редактор Н.Пушненкова

Корректор А.Ференц

Заказ 5775/42

Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4